有機肥料總氮含量測定過程應注意的問題

張曉榮 于仁宗 張偉

摘 要 簡述了有機肥料總氮含量的檢測中試劑的配制、樣品的稱取、消化和蒸餾過程的控制、空白實驗等方面應注意的問題。

關鍵詞 有機肥料；總氮含量；測定

中圖分類號：S141 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2014）27--02

有機肥料富含有機物質和作物生長所需的營養物質，不僅能提供作物所需的養分，而且可以改善土壤肥力，提供植物營養，提高作物品質。推廣應用有機肥料，對促進農業與資源、農業與環境以及人與自然和諧友好發展，從源頭上促進農產品安全、清潔生產、保護生態環境有重要意義。由于有機肥料同時含有植物必需的氮、磷、鉀三大營養元素，所以它的作用不容忽視。氮是組成作物中蛋白質、葉綠素、酶、核酸和維生素的主要成分。氮肥的主要作用是提高生物總量和經濟產量，改善農產品的營養價值，特別是能增加種子中蛋白質含量，提高食品營養價值。

由于有機肥料主要來源于植物和（或）動物，是經過發酵腐熟的含碳有機物料，氮含量的測定按國家行業標準NY525-2012《有機肥料》的要求，采用蒸餾滴定法。下面，以一組未知組分有機肥料為檢測對象，談談有機肥料總氮測定過程中應注意的問題。

1 原理

有機肥料中有機氮經硫酸-過氧化氫消煮，轉化為銨態氮，從堿性溶液中蒸餾出來的氨用硼酸溶液吸收，以硫酸標準溶液滴定，計算出總氮含量。

2 實驗中應注意的環節

2.1 試劑的配制

2.1.1 2%硼酸溶液

NY525-2012中要求每升2%硼酸溶液中加入20 mL定氮混合指示劑，并用稀堿或稀酸調至紅紫色（pH約4.5）。因為蒸餾終點的判斷是冷凝管下端的出液口無堿性才結束蒸餾，所以配制好的硼酸-指示劑混合液必須調節pH值。在實驗過程中吸取10.0 mL2%硼酸溶液，大約加8滴左右定氮混合指示劑，此溶液放置時間不宜過長，如在使用過程中pH有變化，需隨時用稀堿或稀酸調節。

2.1.2 30%過氧化氫

30%過氧化氫保質期不宜超過2年，用2011年9月生產的過氧化氫和2014年3月生產的過氧化氫同時消化同一樣品，在保證其它條件一致的情況下，2014年生產的過氧化氫消化時間明顯縮短，用2011年生產的過氧化氫消化的樣品平行測定結果超過允許差規定，且結果偏低。過氧化氫極易分解為水和氧氣，使得濃度降低，影響消化速率。過氧化氫應置于陰涼、避光、密封的環境中保存。

2.1.3 標準溶液的配制與使用

在本實驗中選用0.05 mol/L的硫酸標準溶液，配制和標定按照GB/T601-2002《標準滴定溶液的制備》的規定進行，平行實驗不得少于8次，兩人各做4組平行測定，每人4組平行測定結果極差的相對值不得大于重復性臨界極差的相對值0.15%，兩人共8組平行測定結果的相對值不得大于重復性臨界極差的相對值0.18%，取2人8平行測定結果的平均值為測定結果，運算過程中保留五位有效數字，濃度值報出結果取四位有效數字。標定硫酸標準溶液的酸式滴定管與蒸餾結束后滴定樣品的酸式滴定管應為同一根滴定管，可以減小誤差。同時標定過程和滴定分析過程應在常溫（15～25 ℃）下進行。為保證所用標準溶液的準確性，應養成對標準溶液復標的習慣。

2.2 樣品的稱取

NY525-2012中要求，稱取過φ1 mm篩的風干樣0.5～1.0 g（精確到0.0 001 g），一般稱取0.5 g左右即可，稱樣不宜過多，否則消化時間過長會造成氮的損失且稱樣量過大導致樣品不易消化完全，同時也會造成蒸餾時間太長，不利于氮的完全蒸出，還會造成試劑的浪費。但稱樣也不能太少，否則所稱樣品的含量沒有代表性，平行測定結果會超出允許差規定。

2.3 消化過程控制

稱量好的樣品置于1 000 mL的圓底燒瓶中，NY525-2012中要求加入5 mL硫酸和1.5 mL過氧化氫搖勻后，瓶口放一個漏斗，放置過夜。實際操作過程中要加大硫酸和過氧化氫的加入量，加入的硫酸為20 mL，過氧化氫為6 mL，搖勻后放置過夜，可有效提高消化速率。在消化時，采用電爐或電熱套加熱都應使其緩慢升溫至硫酸冒煙后取下圓底燒瓶，冷卻后繼續加過氧化氫并分次消煮，直至溶液呈無色或淡黃色清液。分次消煮加入的過氧化氫的量可適當加大，因為實驗在繼續加熱過程都是將其中的過氧化氫除盡，加過氧化氫是要注意應緩緩加入圓底燒瓶底部，防止過氧化氫與樣品和硫酸反應產生氣流將氮帶出燒瓶，造成結果偏低。

2.4 蒸餾過程控制

蒸餾裝置按GB/T2441.1-2008中的要求連接，在蒸餾前要檢查全套裝置的氣密性，注意冷凝管上下水管的正確連接。蒸餾開始時，在圓底燒瓶底部要加一根防濺榜，防濺棒是一根長約10 mm，直徑月5 mm的玻璃棒，一端套一根25 mm聚乙烯管。整個蒸餾過程是在堿性環境中進行的，所以在蒸餾前必須加入足量的400 g/L的氫氧化鈉溶液，確保樣品中的氮的全部溜出。加入氫氧化鈉溶液的量與樣品前處理中加入硫酸的量成正比，如加入硫酸20 mL，則加入氫氧化鈉溶液100 mL，加入硫酸25 mL，則加入氫氧化鈉溶液120 mL，氫氧化鈉的作用是為蒸餾過程提供堿性環境并中和樣品前處理時加入的硫酸。氫氧化鈉的加入量影響氮的溜出，要嚴格控制。

2.5 空白試驗的重要性

空白試驗是指在不加樣品的情況下，按照樣品分析同樣的操作程序和條件進行試驗，試驗結果稱為空白值。空白紙的準確性對于提高測定結果的準確度是至關重要的。NY525-2012中要求空白測定所消耗酸標準溶液的體積不得超過0.1 mL，否則應重新測定。

綜上所述，在有機肥料總氮含量的檢測中，對幾個關鍵環節必須給與足夠的重視，對可能產生誤差的各種因素要加以避免和克服，以確保檢測結果的準確性和檢測過程的高效性。

（責任編輯：劉昀）